science >> Wetenschap >  >> Fysica

Onderzoekers gaan verder met het verklaren van atomaire oorzaken van supergeleiding bij hoge temperatuur

Het onderzoeksteam van de Universiteit van Bayreuth:Dr. Thomas Meier, Prof. Dr. Leonid Dubrovinsky, Prof. Dr. Natalia Dubrovinskaia, Timofey Fedotenko M.Sc., Saiana Khandarkhaeva M.Sc., PD Dr. Gerd Steinle-Neumann, Florian Trybel M.Sc., Dr. Sylvain Petitgirard (van links naar rechts). Krediet:Christian Wissler

Gedurende de laatste vijf jaar, weinig wetenschappers hebben met succes zeer hoge drukken toegepast om metaalhydriden te produceren, rijk aan waterstof, die rond -20 graden Celsius supergeleidend worden. Deze zogenaamde overgangstemperatuur van metaalhydriden is dus aanzienlijk hoger dan die van andere materialen, die pas bij -200 graden Celsius supergeleidend worden.

Waarom metaalhydriden zich anders gedragen was lange tijd onbekend. Nutsvoorzieningen, echter, een onderzoeksteam van het Beiers Geo-instituut (BGI) en het Laboratorium voor Kristallografie van de Universiteit van Bayreuth heeft experimenteel aangetoond en theoretisch beschreven dat waterstofatomen in metaalhydriden onder hoge druk met elkaar gaan interageren. Deze kennis zou kunnen leiden tot een dieper begrip van de supergeleidende toestand en zijn oorsprong.

"We hebben nu een waardevol uitgangspunt voor het ontwerp van metaalhydriden die mogelijk supergeleidend worden bij nog hogere temperaturen. Met nieuwe technologie van hogedrukonderzoek in het Beierse Geo-instituut, we kunnen deze materialen synthetiseren en onze voorspellingen direct ter plaatse empirisch controleren. De metingen onder hoge druk hebben, beurtelings, een impact op onze theoretische aannames. Daardoor maken ze steeds nauwkeurigere voorspellingen mogelijk van de atomaire processen die metaalhydriden in een supergeleidende toestand brengen, " zegt dr. Thomas Meier, de leider van het onderzoeksteam van Bayreuth.

Op basis van het samenspel van theoretische voorspellingen en empirische metingen, de onderzoekers willen nieuwe materialen synthetiseren en daarmee overgangstemperaturen bereiken die dichter bij de normale omgevingstemperatuur liggen. Op een dag, deze materialen kunnen een beslissende invloed hebben op het transport van elektrische energie. Zelfs dan, er blijft nog een hindernis over:metaalhydriden vertonen alleen supergeleiding zolang de hoge mate van compressie waaronder ze zijn ontstaan, aanhoudt. Zodra de druk afneemt, de materialen vallen uiteen. Echter, als dergelijke supergeleiders onder normale omstandigheden stabiel blijken te zijn, ze kunnen belangrijke technologische toepassingen hebben.